[发明专利]半潜式洋流发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置。具体说，是利用水流（特别是洋流）进行发电的半潜式洋流发电系统。

背景技术

众所周知，地球表面70%的面积被海洋所覆盖，而在风力和其它动力的推动下，海水长年循着一定的路线周而复始的运动着，这就形成了洋流，洋流的规模要远远大于陆地上江河湖泊中的河流，它是一种取之不尽、用之不竭的绿色环保资源。

近些年来，为了减少地球能源的过渡开发和利用，世界各国都比较重视利用绿色环保资源来进行发电，这其中就包括洋流发电。中国201210075937.6号专利公开了“一种全密封紧凑型漂浮式洋流发电系统”，它包括垂直轴叶轮、行星齿轮增速箱、发电机及浮箱；所述垂直轴叶轮安装在行星齿轮增速箱的低速输入端上，所述发电机安装在行星齿轮增速箱的高速输出端上，且所述发电机尾部安装在浮箱上。虽然利用这种洋流发电装置可以发电，但由于洋流的流速较慢，通常在1米/秒以下，功率密度小，要想提高单机的发电量，就必须将直轴叶轮的叶片做得非常大，而由于受到海洋生态系统的影响和直轴叶轮强度的限制，叶片的尺寸不能无限制的增加，即便将其尺寸做的非常大，也只能将洋流通常流速下所携带的动能进行简单的转换，从而产生电能，这种发电量非常有限，无法实现大功率的要求。又由于该系统的浮箱位于直轴叶轮、行星齿轮增速箱、发电机的上方，而为了给系统提供足够的浮力，浮箱的体积都较大，其在海面受到风力和洋流冲击的受力面积较大，容易发生漂移和倾斜，系统稳定性较差，容易发生损坏。而且，无论如何调整该系统浮箱的吃水深度，其直轴叶轮都始终位于海面以下，当需要移动系统时，直轴叶轮与海水撞击而产生很大的阻力，灵活性较差。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种半潜式洋流发电系统。这种发电系统，发电量较高，能够达到大功率的要求，而且系统稳定系和灵活性都较好。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的半潜式洋流发电系统的特点是包括箱体，箱体内设有输变电装置和发电机，发电机的输出端子借助电缆与输变电装置相连。所述箱体下方连接有悬浮舱，悬浮舱的平面投影面积大于箱体的平面投影面积。所述箱体侧面的悬浮舱上有水平布置的聚流管道、水轮机管道和尾流管道，聚流管道和尾流管道均为斗状，它们口径较小的一端分别与水轮机管道的两端相连接，聚流管道口径较大的一端为洋流入口，尾流管道口径较大的一端为尾流出口。所述水轮机管道上有水轮机，水轮机含有筒状外壳，筒状外壳呈封闭状，其两端中心位置均有通孔，通孔内有转轴，转轴与与水轮机管道的纵向相垂直。筒状外壳内的那段转轴外周均布有径向的叶片，叶片与转轴间均通过支架相连。所述叶片均由多片瓦形板片连接而成，相邻两个瓦形板片的相应直边连接在一起。所述筒状外壳下侧加工有贯通其长度的开口，水轮机管道上壁上有开口，筒状外壳的开口四周与水轮机管道的开口四周间呈密封固定连接，使得水轮机的叶片通过该开口伸入水轮机管道内。所述箱体的侧壁上有通孔，转轴的一端从该通孔伸入在箱体内，且转轴与发电机输入轴间通过变速箱相连。

本发明的进一步改进方案是所述聚流管道、水轮机管道和尾流管道有两套，它们呈对称状布置在箱体两侧的悬浮舱上。所述发电机的数量为两个，它们与水轮机管道上的水轮机转轴间通过变速箱呈一一对应连接。两套聚流管道、水轮机管道和尾流管道的对称设计，使得整个系统沿纵向中心线左右对称，系统重量分布较为均匀，不易发生倾斜或侧翻。

本发明的进一步改进方案是所述悬浮舱的外侧固定有绞盘，绞盘上绕有缆索，缆索一端连接在绞盘上，另一端连有锚。利用缆索将锚放入海底，使其勾住海床，可以使该发电系统呈相对固定的漂浮在既定位置，利用漂浮的缓冲作用减小海水和风力的冲击对系统造成的损坏，增加其使用寿命。

本发明的进一步改进方案是所述箱体外侧对应水轮机管道的上方有吊梁，吊梁的一端固定在箱体上，另一端通过梁柱与所述悬浮舱相连。利用吊梁和梁柱可增加系统的连接刚性，缓解洋流冲击系统时，箱体与悬浮舱连接处、水轮机转轴与箱体通孔间的应力集中，使得系统的结构稳定性更强。

本发明的进一步改进方案是所述箱体的顶板有开口，开口上有盖板。通过开口和盖板可以进入到箱体中，对箱体内的设备进行维修保养作业，从而减少水下作业的危险性。

本发明的进一步改进方案是所述聚流管道洋流入口的下边沿、尾流管道尾流出口的下边沿均不高于悬浮舱的底面。这样，可以减少系统迎面与洋流相遇时，被撞击的受力面积，使得洋流几乎完全流入聚流管道内，进一步提高了系统的稳定性，增加其使用寿命。